在遥远的宇宙中，星系演化、黑洞和神秘的宇宙膨胀塑造了我们所知的时空。第六部分将带你走进这充满神秘的领域，从宇宙的起源、膨胀到黑洞的炽热能量，了解科学家如何揭示这个宇宙的奥秘。

望远镜：看见远方，穿越历史

当你抬头仰望星空，实际上看到的是遥远过去的光景。由于光需要时间才能到达地球，我们观测到的一切都来自于过去。例如，距离我们9光年的天狼星，其光芒到达地球已花费了9年。如果某一天天狼星消失了，我们要等9年后才会察觉到！

天文学家在观察中发现，远处宇宙的星系密度比我们本地区域更大，这意味着在遥远过去，宇宙中星系的分布更加密集。这一现象表明，宇宙可能正处在持续的膨胀过程之中。

在宇宙观测中，科学家注意到一个奇怪现象——远方的星系光谱向红端偏移，仿佛这些星系在远离我们而去。这个现象被称为“红移”，最初被认为是星系的多普勒效应，即类似于火车鸣笛时声音随距离而变化的效果。然而，现在我们知道，这种红移并不仅是简单的速度效应，而是宇宙膨胀的结果，说明宇宙在整体上不断扩展。

在宇宙的“时光倒流”之旅中，科学家们还发现了一种极为明亮的天体——类星体。类星体光芒强烈，看上去应该离我们很近，但它们实际上远在几亿光年之外。类星体似乎出现在宇宙早期，现在我们附近的宇宙中几乎已不存在。

同时，还有“活动星系”，其能量输出远超普通星系，显示出剧烈的活动迹象。类星体和活动星系的存在让科学家认识到，星系也在不断演化，呈现出不同阶段的样貌。

宇宙大爆炸模型的诞生

科学家们逐渐接受了宇宙膨胀的概念，但其来源为何？著名科学家伽莫夫提出了“火球模型”：早期的宇宙就像一个炽热的核火球，不断膨胀、冷却，逐渐形成了今天我们看到的星系和星体。这一“火球模型”因争议一度被戏称为“大爆炸模型”，却反而成为了主流观点，并被证实描述了宇宙诞生的真实过程。

勒梅特最早提出的“宇宙蛋”设想也为大爆炸理论奠定了基础。他认为，宇宙最初只是一个乒乓球大小的炽热物质，逐渐膨胀，成为我们如今看到的浩瀚宇宙。

恒星并非永恒不变，它们在漫长岁月后可能会变成白矮星、中子星或黑洞。黑洞是宇宙中最奇异的天体之一，拥有极强的引力，连光都无法逃脱。物理学家霍金研究黑洞辐射时发现了黑洞温度的新奇现象。

在这项研究中，我的科研团队探索了黑洞表面温度的计算方法。即使黑洞温度不断变化，甚至形状不对称，我们的方法也能准确测出不同时间点的黑洞温度，为理解黑洞的“霍金辐射”现象提供了新工具。

从大爆炸到黑洞辐射，宇宙充满了未解之谜。科学家们通过不断观察、计算和模型构建，逐步揭开宇宙的历史与本质。或许在未来，我们还将看到宇宙演化的新证据，理解更多关于黑洞和时空的奥秘。在这条探索之路上，每一个发现都是科学的胜利，而每一个问题也将激励我们继续前行。

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作者：《赵峥教授解读物理世界》今朝文化 科普创作团队

审核：周晓亮 北京交通大学物理学实验室高级工程师

来源: 星空计划

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